CN111852590A - 发电设备 - Google Patents

Abstract

提供发电设备，能抑制损伤并实现良好的发电效率。该发电设备(2)具有：锅炉(14)，其产生蒸汽；汽轮机(22)，其利用该蒸汽进行动作；冷凝器(26)，其对汽轮机(22)的排气进行冷凝；冷却器(28)，其将冷却液送入该冷凝器(26)；压力计(48)，其测量该冷凝器(26)的压力；流量计(21)，其用于计测向该冷凝器(26)排出的排气的流量；以及控制器(30)，其用于根据该排气的流量来控制所述冷却器(28)的冷却能力，以使得所述冷凝器(26)的压力成为规定的范围。优选地，所述冷却器(28)具有对所述冷却液进行冷却的至少一个风扇(60)。优选地，所述控制器(30)通过控制要运转的所述风扇(60)的数量或所述风扇(60)的转速，来控制所述冷却能力。

Description

发电设备

技术领域

本发明涉及发电设备。详细而言，本发明涉及利用废热的发电设备。

背景技术

在水泥厂中，在通过高热对作为原料的石灰石进行处理时，排出大量的热。为了有效地利用能源，设置有发电设备的水泥厂增加，该发电设备用于将该排出热量的能源作为电力回收。

在该发电设备中，废热被提供给锅炉。在锅炉内，液态的热介质由于该热而成为高压的蒸汽，送出到汽轮机。汽轮机的叶片借助该蒸汽旋转，驱动发电机。蒸汽通过汽轮机，并送出到冷凝器。从冷却器送来的冷却液在冷凝器内循环。蒸汽在冷凝器内被冷却并成为液态。成为了液态的热介质返回锅炉。

在蒸汽被冷凝器冷却而液化时，蒸汽的体积急剧变小，冷凝器内成为接近真空的状态。当提高冷却器的冷却能力时，通过促进液化而使冷凝器的压力降低，在汽轮机的入口和出口处，蒸汽的能量落差变大。使蒸汽的叶片旋转的力变大，能够增加发电量。另一方面，当发电量由于过度的冷却而过大时，发电机有时会发生损伤。此外，当由于过度的冷却而在汽轮机内开始蒸汽的液化时，有可能引起汽轮机的损伤。

在日本特开2007-6683公报所报告的发电设备中，为了保护发电机并增大有效的电能，调整了送到冷却液导入单元的电量，以使得发电量不超过规定的值。

在日本特开2003-343211公报所报告的冷凝器的冷却系统中，调整了使冷却液循环的泵的转速，以使得冷凝器的真空度成为规定的值。由此，使发电设备稳定地运转并使泵中的功耗降低。

专利文献1：日本特开2007-6683公报

专利文献2：日本特开2003-343211号公报

发明内容

为了抑制发电设备的损伤并提高发电效率，调整冷凝器的压力变得重要。该适当的压力的范围根据从涡轮送出到冷凝器的蒸汽的流量(涡轮排气流量)而不同。在利用废热的发电设备中，根据工厂的运转状况，可利用的废热的量会发生变动，因此，涡轮排气流量也发生变动。需要即使涡轮排气流量发生变动，也能抑制损伤并实现良好的发电效率的发电设备。

本发明的目的在于提供即使涡轮排气流量发生变动，也能抑制损伤并实现良好的发电效率的发电设备。

本发明的发电设备具有：锅炉，其产生蒸汽；汽轮机，其利用该蒸汽进行动作；冷凝器，其对该汽轮机的排气进行冷凝；冷却器，其将冷却液送入该冷凝器；压力计，其测量该冷凝器内的压力；流量计，其用于计测向该冷凝器排出的排气的流量；以及控制器，其用于根据该排气的流量来控制所述冷却器的冷却能力，以使得所述冷凝器的压力成为规定的范围。

优选地，所述冷却器具有对所述冷却液进行冷却的至少一个风扇和使所述冷却液循环的至少一个泵。

优选地，所述控制器通过控制要运转的所述风扇的数量或所述风扇的转速，来控制所述冷却能力。

优选地，所述控制器通过控制要运转的所述泵的数量或所述泵的转速，来控制所述冷却能力。

优选地，所述发电设备还具有冷却液温度计，该冷却液温度计测量所述冷凝器的入口和出口处的冷却液的温度，所述控制器能够根据该冷却液的温度、所述冷凝器的压力、向所述冷凝器排出的排气的流量、以及根据所述泵的运转状况而获得的冷却液的流量，判定所述冷凝器是否存在故障。

优选地，发电设备还具有：所述发电设备还具有：冷却液温度计，其测量所述冷凝器的入口和出口处的冷却液的温度；以及水压计，其计测所述冷凝器的入口处的冷却液的压力，所述控制器能够根据这些冷却液的温度、所述冷却液的压力、所述冷凝器的压力和根据所述泵的运转状况而获得的冷却液的流量，判定所述冷却器是否存在故障。

本发明的发电设备具有控制器，该控制器用于根据由流量计的计测结果而获得的涡轮排气流量来控制冷却器的冷却能力，以使得冷凝器的压力成为规定的范围。由此，即使涡轮排气流量发生变动，也能够将冷凝器的压力控制为适当的范围。在该发电设备中，能够抑制发电设备的损伤并实现良好的发电效率。

附图说明

图1是示出本发明的一个实施方式的发电设备的框图。

图2是示出图1的冷却器的框图。

图3是示出与涡轮排气流量对应的冷凝器的适当的压力范围的图表的一例。

图4是示出冷凝器的压力控制的整体流程的流程图。

图5是示出图4的流程图中的泵能力提高处理的流程图。

图6是示出图4的流程图中的风扇能力提高处理的流程图。

图7是示出图4的流程图中的风扇能力降低处理的流程图。

图8是示出图4的流程图中的泵能力降低处理的流程图。

标号说明

2：发电设备；4：水泥烧制设备；14：PH锅炉；16：AQC锅炉；21：流量计；22：汽轮机；24：发电机；26：冷凝器；28：冷却器；30：控制器；36：热介质；48：压力计；52：冷却液；60：风扇；62：马达；64：水槽；66：泵；70：冷却液温度计；71：水压计。

具体实施方式

以下，适当参照附图并根据优选的实施方式，详细地说明本发明。

图1是与水泥烧制设备4一起示出本发明的一个实施方式的发电设备2的框图。该水泥烧制设备4和发电设备2是水泥厂的一部分。该发电设备2利用来自水泥烧制设备4的废热来进行发电。

水泥烧制设备4利用水泥的原料来制造作为中间产品的熟料。如图1所示，该水泥烧制设备4具有预热器6、锻烧炉8、回转窑10和空气淬火冷却器12(AQC12)。

水泥的原料被投入到预热器6，被预热。在该工序中，从预热器6排出高温的气体。在图1中，用标号GO1表示的是预热器6的气体排出口。来自预热器6的排出气的温度例如为320℃左右。预热后的原料在锻烧炉8被锻烧，并在回转窑10被烧制。该烧制物被AQC12急冷，从而能够获得熟料。在该工序中，从AQC12排出高温的气体。在图1中，用标号GO2和GO3表示的是AQC12的气体排出口。来自AQC12的排出气的温度例如为360℃左右。

在发电设备2中，利用上述的高温的排出气使热介质成为蒸汽，利用该蒸汽来驱动汽轮机以进行发电。典型的热介质为水。该发电设备2具有预热锅炉14(PH锅炉14)、空气淬火冷却器锅炉(AQC锅炉16)、第一闪蒸器18、第二闪蒸器20、汽轮机22、发电机24、流量计21、冷凝器26、冷却器28和控制器30。在图1中，箭头A表示排出气的流动。没有标号的箭头表示热介质的流动。

PH锅炉14利用来自预热器6的废热来产生过热蒸汽。PH锅炉14具有主体32和蒸汽鼓34。如图1所示，从预热器6的排气口GO1排出的排出气从主体32的入口32a投入到主体32中，并从主体32的出口32b排出。在主体32的内部流过来自预热器6的高温的排出气。蒸汽鼓34中存储有液态的热介质36。液态的热介质36从蒸汽鼓34送出到主体32的内部，与排出气进行热交换而成为高压的过热蒸汽。该过热蒸汽从PH锅炉14的蒸汽输出口38送出到汽轮机22。

AQC锅炉16利用来自AQC12的废热来产生过热蒸汽。AQC锅炉16具有主体40和蒸汽鼓42。如图1所示，从AQC12的排气口GO2排出的排出气从主体40的入口40a投入到主体40中，从主体40的出口40b排出。在主体40的内部流过来自AQC12的高温的排出气。AQC12的蒸汽鼓42中存储有液态的热介质36。液态的热介质36从蒸汽鼓42送出到主体40的内部，与排出气进行热交换而成为高压的过热蒸汽。过热蒸汽从AQC锅炉16的蒸汽输出口44送出到汽轮机22。

AQC锅炉16还具有对从冷凝器26返回的液态的热介质36进行预热的功能。被从冷凝器26送出到AQC锅炉16的主体40的内部的热介质36与排出气进行热交换而被预热，并送出到AQC锅炉16的蒸汽鼓42、PH锅炉14的蒸汽鼓34和第一闪蒸器18。

对第一闪蒸器18送出被AQC锅炉16预热后的热介质36的一部分。第一闪蒸器18对该热介质36进行水汽分离。由第一闪蒸器18生成的蒸汽提供给汽轮机22，剩余的热介质36送出到第二闪蒸器20。第二闪蒸器20对该热介质36进行水汽分离。由第二闪蒸器20生成的蒸汽提供给汽轮机22，剩余的热介质36返回到AQC锅炉16。

向汽轮机22送入蒸汽。该汽轮机22为多段式。对该汽轮机22的高压段提供来自PH锅炉14和AQC锅炉16的高压的蒸汽。对该汽轮机22的低压段提供来自第一闪蒸器18和第二闪蒸器20的压力比较低的蒸汽。虽然未图示，但汽轮机22具有叶片。该叶片借助蒸汽旋转。

流量计21测量被送入到汽轮机22的蒸汽的流量。在该实施方式中，存在4个流量计21，用于来自PH锅炉14的蒸汽的流量的测量、来自AQC锅炉16的蒸汽的流量的测量、来自第一闪蒸器18的蒸汽的流量的测量和来自第二闪蒸器20的蒸汽的流量的测量。由这些流量计21测量出的值的合计为提供给汽轮机22的蒸汽的流量。在该汽轮机22中，该合计成为从汽轮机22流入冷凝器26中的蒸汽的流量(称作涡轮排气流量)。换言之，这些流量计21是用于测量涡轮排气流量的流量计。

虽然未图示，但有时使用具有抽气口的汽轮机。在该情况下，涡轮排气流量成为从送入到汽轮机中的蒸汽的流量减去从该抽气口排出的蒸汽的流量而得到的值。

汽轮机22的叶片的旋转轴与发电机24连接。叶片旋转，由此，发电机24发电。发电机24将汽轮机22的叶片的旋转能转换为电力。

向冷凝器26送出通过汽轮机22后的蒸汽。从冷却器28送出的冷却液在冷凝器26内循环。该蒸汽被冷却液冷却并液化。冷凝器26对汽轮机22的排气进行冷凝。该蒸汽成为液态的热介质36。当蒸汽进行液化时，体积急剧变小，冷凝器26内成为接近真空的状态。液化后的热介质36被冷凝泵45抽取到外部，进而经由泵46而返回AQC泵16。

图2中与冷凝器26和汽轮机22一起示出了图1的冷却器28和控制器30的详细情况。虽然在图1中未描绘，但如图2所示，该发电设备2还具有压力计48。

冷却器28对冷凝器26内的蒸汽进行冷却。冷却器28使冷却液52在冷凝器26的内部与外部之间循环。在图2中，箭头B表示冷却液52的流动。典型的冷却液52为水。如图2所示，冷却器28具有热交换部54、外壁部56、喷水管58、风扇60、马达62、水槽64、泵66、外部空气湿球温度计68、冷却液温度计70和水压计71。该冷却器28为冷却塔。

热交换部54位于冷凝器26的内部。冷却液52在热交换部54的内部流过。蒸汽与该冷却液52进行热交换而被冷却。由此，蒸汽被液化。冷却液52的温度通过该热交换而上升。

喷水管58与热交换部54的输出部72连接。喷水管58位于外壁部56的内侧。如图2所示，在该实施方式中，存在3个喷水管58。各个喷水管58能够朝向水槽64喷洒冷却液52。在各个喷水管58之间设置有阀74，能够控制从哪个喷水管58进行喷洒。

风扇60位于喷水管58的上方。如图2所示，在该实施方式中，设置有第一风扇60a、第二风扇60b和第三风扇60c这三个风扇60。风扇60旋转，由此，空气从外壁部56与水槽64之间流入倒外壁部56内。该空气在喷洒有冷却液52的部位上升，通过风扇60而排出到外部。风扇60旋转，由此，在喷洒有冷却液52的部位产生空气的流动。由此，对冷却液52进行空冷。由此，在热交换部54中上升后的冷却液52的温度降低。

马达62使风扇60旋转。在该实施方式中，与各个风扇60对应地设置有3个马达62。在各个马达62中，能够利用控制信号来控制启动和停止。换言之，能够利用该控制信号对风扇60的启动和停止进行控制。在各个马达62中，能够利用控制信号使转速发生变动。换言之，能够利用该控制信号使风扇60的转速发生变动。马达62配置于通常外壁部56的外侧。

水槽64中储存有冷却液52。水槽64位于喷水管58的下方。从各个喷水管58喷洒的冷却液52进入该水槽64中。

泵66的入口与水槽64连接，出口与热交换部54连接。泵66将水槽64内的冷却液52送到热交换部54。泵66使冷却液52循环。如图2所示，在该实施方式中，设置有第一泵66a和第二泵66b这二个泵66。在各个泵66中，能够利用控制信号对启动和停止进行控制。在各个泵66中，能够利用控制信号使转速发生变动。

冷却液温度计70测量冷却液52的温度。在该实施方式中，存在第一温度计70a和第二温度计70b，该第一温度计70a计测冷凝器26的入口处的冷却液52的温度，该第二温度计70b计测冷凝器26的出口处的冷却液52的温度。水压计71计测冷凝器26的入口处的冷却液52的水压。外气湿球温度计68计测冷却器28的外部的湿球温度。这些计测结果被送到控制器30。

压力计48测量冷凝器26内的压力。换言之，压力计48测量冷凝器26的真空度。该测量结果被送到控制器30。

图2的标号I为输入到控制器30的信号。如图2所示，对控制器30输入压力计48、冷却液温度计70、水压计71和外部空气湿球温度计68的测量结果。标号C为来自控制器30的控制信号。来自控制器30的控制信号被送到各个马达62和泵66。控制器30能够利用该控制信号对运转的风扇60的数量和风扇60的转速进行控制。控制器30能够利用该控制信号对运转的泵66的数量和泵66的转速进行控制。

控制器30能够控制冷却器28的冷却能力。控制器30在提高冷却器28的冷却能力时，进行增加运转的风扇60的数量、或者提高风扇60的转速的动作。风扇60对冷却液52进行空冷的能力提高，冷却液52的温度降低。由此，冷却器28的冷却能力提高。控制器30在使冷却器28的冷却能力降低时，进行减少运转的风扇60的数量、或者降低风扇60的转速的动作。风扇60对冷却液52的空冷能力降低，冷却液52的温度上升。由此，冷却器28的冷却能力降低。

此外，控制器30在提高冷却器28的冷却能力时，进行增加运转的泵66的数量、或者提高泵66的转速的动作。热交换部54中流过的冷却液52的流量增加，冷却器28的冷却能力提高。控制器30在降低冷却器28的冷却能力时，进行减少运转的泵66的数量、或者降低泵66的转速的动作。热交换部54中流过的冷却液52的流量减少，冷却器28的冷却能力降低。

在该发电设备2中，确定了与涡轮排气流量对应的、应该设定的冷凝器26的压力范围。该范围为用于防止发电设备2的损伤并进行高效的发电的范围。图3是示出与涡轮排气流量对应的、应该设定的冷凝器26的压力范围的图表的一例。该范围的下限值根据从汽轮机22排出的蒸汽的湿度的界限值来确定。该范围的上限值根据汽轮机22的叶片的强度来确定。在该图表中，用标号X表示的是可运转区域，用标号Y表示的是带条件可运转区域。如图3所示，存在如下趋势：涡轮排气流量越小，应该设定的冷凝器26的压力越小。涡轮排气流量越小，应该设定的冷凝器26的压力范围越窄。

在该发电设备2中，控制器30根据涡轮排气流量控制冷却器28的冷却能力，以使得冷凝器26的压力成为图3所示的范围。图4-8是示出该控制器30的冷却能力的控制方法的流程图。以下，对这些方法详细地进行说明。

图4示出了由控制器30进行的控制的整体流程。控制器30在工序S1中，根据涡轮排气流量和冷凝器26的压力的值，判断冷凝器26的压力是否处于图3的区域X的范围内。在处于范围内时，以规定的时间间隔重复进行该工序S1。即，控制器30始终监视冷凝器26的压力。在冷凝器26的压力大于由区域X示出的上限的情况下，实施工序S2的泵能力提高处理。由此，提高冷却器28的冷却能力。在该处理中，另外，在压力大于由区域X示出的上限的情况下，也实施工序S3的风扇能力提高处理。由此，进一步提高冷却器28的冷却能力。在通过工序S2或S3的处理，使冷凝器26的压力成为由区域X示出的上限以下时，返回工序S1，重复进行相同的处理。在未成为上限以下时，作为异常状态，例如向设备管理者发出警告，管理者进行必要的处理。例如，如果压力处于区域Y的范围内，则管理者在该状态持续了规定的时间的阶段，使设备2停止。如果压力处于区域Y的范围外，则管理者使设备2立即停止。

在上述工序S1的判断中冷凝器26的压力小于由区域X表示的下限的情况下，实施工序S4的风扇能力降低处理。由此，冷却器28的冷却能力降低。在该处理中，另外，在压力小于区域X的情况下，也实施工序S5的泵能力降低处理。由此，进一步降低冷却器28的冷却能力。在通过工序S4或S5的处理，使冷凝器26的压力成为由区域X示出的下限以上时，返回工序S1，重复进行相同的处理。在未成为下限以上时，作为异常状态，例如向设备管理者发出警告，管理者进行必要的处理。

图5中示出了工序S2的泵能力提高处理的详细内容。在该处理中，在工序S2-1中，判断作为控制对象的泵66的转速是否小于最大转速的100％。这里，作为控制对象的泵66例如是该控制器30最近控制的泵66。在图2的实施方式中，在利用控制部使第一泵66a以最大转速的50％的转速运转、使第二泵66b不运转而停止时，第一泵66a成为控制对象。在泵66的转速小于最大转速的100％的情况下，实施工序S2-2，在100％的情况下，实施工序S2-4。

在工序S2-2中，实施泵66的转速的提高处理。泵66的转速提高规定的值。例如，控制器30使第一泵66a的转速从最大转速的50％提高至75％。

在工序S2-3中，判断是否通过工序S2-2的处理使冷凝器26的压力成为了区域X的上限值以下。在过一定的时间(例如，1小时)后进行判断，以在进行工序S2-2的处理之后，等待成为稳定状态。在成为了区域X的上限值以下的情况下，结束工序S2的处理，返回工序S1。在未成为区域X的上限值以下的情况下，返回工序S2-1。

在工序S2-4中，判断泵66是否全部运转。在存在未运转的泵66时，在工序S2-5中，控制器30将这些未运转的泵66中的一个追加为要运转的对象，并对其进行控制。例如，将之前的例子中停止的第二泵66b追加为要运转的泵66。在该追加之后，返回工序S2-1。在泵66已经全部运转时，控制部判断为无法通过泵66的控制使冷凝器26的压力成为区域X的上限值以下，结束工序S2。实施工序S3的风扇能力提高处理。

图6中示出了工序S3的风扇能力提高处理的详细内容。在该处理中，在工序S3-1中，判断作为控制对象的风扇60的转速是否小于最大转速的100％。这里，作为控制对象的风扇60例如为最近运转的风扇60。在图2的实施方式中，在第一风扇60a以最大转速的100％运转、在第一风扇60a之后运转的第二风扇60b以最大转速的50％运转且第三风扇60c未运转而停止时，第二风扇60b成为控制对象。在风扇60的转速小于最大转速的100％的情况下，实施工序S3-2，在100％的情况下，实施工序S3-4。

在工序S3-2中，实施控制对象的风扇60的转速的提高处理。风扇60的转速提高规定的值。例如，控制器30使第二风扇60b的转速从最大转速的50％上升至75％。

在工序S3-3中，判断是否通过工序S3-2的处理使冷凝器26的压力成为了区域X的上限值以下。在过一定的时间(例如，1小时)后进行判断，以在进行工序S3-2的处理之后，等待成为稳定状态。在成为了区域X的上限值以下的情况下，结束工序S3的处理，返回工序S1。在未成为区域X的上限值以下的情况下，返回工序S3-1。

在工序S3-4中，判断风扇60是否全部运转。在存在未运转的风扇60时，在工序S3-5的工序中，控制器30将这些未运转的风扇60中的一个追加为要运转的对象，并对其进行控制。例如，将在之前的例子中未运转的第三风扇60c追加为运转对象。在该追加之后，返回工序S3-1。在风扇60已经全部运转时，控制部判断为无法使冷凝器26的压力成为区域X的上限值以下，结束工序S3的处理。作为上述的异常状态，例如，向设备管理者发出警告，管理者进行必要的处理。

在图7中示出了工序S4的风扇能力降低处理的详细内容。在该处理中，在工序S4-1中，判断作为控制对象的风扇60的转速是否大于最大转速的0％(是否未停止)。这里，作为控制对象的风扇60例如为最近运转的风扇60。在图2的实施方式中，在之前运转的第一风扇60a以最大转速的100％的转速运转、之后运转的第二风扇60b以50％的转速运转时，第二风扇60b成为控制对象。在风扇60的转速大于最大转速的0％的情况下，实施工序S4-2，在0％的情况下，实施工序S4-4。

在工序S4-2中，实施风扇60的转速的降低处理。风扇60的转速降低规定的值。例如，控制器30使第二风扇60b的转速从最大转速的50％降低至25％。

在工序S4-3中，判断是否通过工序S4-2的处理使冷凝器26的压力成为了区域X的下限值以上。在经过一定的时间(例如，1小时)后进行判断，以在进行工序S4-2的处理之后，等待成为稳定状态。在成为了区域X的下限值以上的情况下，结束工序S4的处理，返回工序S1。在未成为区域X的下限值以上的情况下，返回工序S4-1。

在工序S4-4中，判断风扇60是否全部停止。在存在未停止的风扇60时，在工序S4-5的工序中，将这些未停止的风扇60中的一个追加为降低转速的对象。例如，将在之前的例子中以最大转速的100％的转速运转的第一风扇60a追加为控制对象。在该追加之后，返回工序S4-1。在风扇60已经全部停止时，控制部判断为无法通过风扇60的控制使冷凝器26的压力成为区域X的下限值以上，结束工序S4的处理。实施工序S5的泵能力降低处理。

图8中示出了工序S5的泵能力降低处理的详细内容。在该处理中，在工序S5-1中，判断作为控制对象的泵66的转速是否大于最大转速的0％(是否未停止)。这里，作为控制对象的泵66例如是最近运转的泵66。在图2的实施方式中，在之前运转的第一泵66a以最大转速的100％的转速运转、之后运转的第二泵66b以50％的转速运转时，第二泵66b成为控制对象。在泵66的转速大于最大转速的0％的情况下，实施工序S5-2，在0％的情况下，实施工序S5-4。

在工序S5-2中，实施泵66的转速的降低处理。泵66的转速降低规定的值。例如，控制器30使第二泵66b的转速从最大转速的50％降低至25％。

在工序S5-3中，判断是否通过工序S5-2的处理使冷凝器26的压力成为了区域X的下限值以上。在经过一定的时间(例如，1小时)后进行判断，以在进行工序S5-2的处理之后，等待成为稳定状态。在成为了区域X的下限值以上的情况下，结束工序S5的处理，返回工序S1。在未成为区域X的下限值以上的情况下，返回工序S5-1。

在工序S5-4中，判断泵66是否全部停止。在存在未停止的泵66时，在工序S5-5的工序中，将这些未停止的泵66中的一个追加为转速降低对象。例如，将在之前的例子中以最大转速的100％的转速运转的第一泵66a追加为转速降低的控制对象。在该追加之后，返回工序S5-1。在泵66已经全部停止时，控制部判断为无法使冷凝器26的压力成为区域X的下限值以上，结束工序S5的处理。作为上述的异常状态，例如，向设备管理者发出警告，管理者进行必要的处理。

在上述所说明的实施方式中，泵66的转速是可变的。有时使用转速不可变的泵66。该泵66成为停止(转速为最大转速的0％)和运转(转速为最大转速的100％)中的任意一个状态。在该情况下，控制器30使在工序S2的工序S2-2(转速提高处理)中停止的泵66运转，使在工序S5的工序S5-2(转速降低处理)中运转的泵66停止。

在上述所说明的实施方式中，驱动风扇60的马达62的转速是可变的。有时使用转速不可变的马达62。这时，风扇60成为停止(转速为最大转速的0％)和运转(转速为最大转速的100％)中的任意一个状态。在该情况下，控制器30使在工序S3的工序S3-2(转速提高处理)中停止的风扇60运转，并使在工序S4的工序S4-2(转速降低处理)中运转的风扇60停止。

在上述所说明的实施方式中，控制器30实施了泵66的转速的变更和运转的泵66的数量的变更、以及风扇60的转速的变更和运转的风扇60的数量的变更。控制器30也可以向操作者通知冷凝器26的压力处于区域X的范围外的情况，由驾驶者实施这些变更。在该情况下，该控制器30发挥用于根据涡轮排气流量控制冷却器28的冷却能力以使得冷凝器26的压力成为规定范围的运转辅助功能。

在该发电设备2中，控制器30除了上述的冷却能力的控制功能以外，还具有根据表示发电设备2的运转状况的参数来判定冷凝器26是否存在故障的功能。

基于该功能的故障诊断通过实施以下工序来进行：

(C1)规定表示运转状况的参数与冷凝器26的压力范围之间的关系的工序；以及

(C2)控制器30根据在实际的运转时计测出的上述参数和冷凝器26的压力来判断是否存在故障的工序。

在上述C1的工序中，改变涡轮排气流量、冷却液52的温度和泵66的运转数量和转速(冷却液52的流量)并使该发电设备2试运转，计测与这些参数的值对应的冷凝器26的压力范围。由此，可设定正常运转时的与这些参数的值对应的冷凝器26的压力范围。也可以将试运转中的值和通过模拟而求出的值组合来设定冷凝器26的压力范围。

在上述C2的工序中，在实际的发电设备2的运转中，控制器30根据上述的涡轮排气流量、由冷却液温度计70计测的冷凝器26的入口和出口处的冷却液52的温度、基于泵66的运转状况的冷却液52的流量、由压力计48计测的冷凝器26的压力，来检查该压力是否处于通过上述C1的工序而求出的范围内。如果超出了该范围，则控制器30向驾驶者发出警告。例如，在冷凝器26的压力大于上述C1的范围时，怀疑空气从外部向冷凝器26内流入。控制器30发出冷凝器26的密封度有可能劣化的警告。

另外，故障判定也能够通过图4示出的控制流程来实现。例如，即使实施上述的S3的工序，冷凝器26的压力还是大于图3中示出的上限值的情况下，怀疑空气从外部向冷凝器26内流入。在该情况下，控制器30发出冷凝器26的密封度有可能劣化的警告。

在该发电设备2中，控制器30还具有判定冷却器28是否存在故障的功能。在以下所示的实施方式中，对冷却器28的热交换部54的污垢的积聚进行诊断。在该功能中，使用由压力计48计测出的冷凝器26的压力Pc、由冷却液温度计70计测出的冷凝器26的入口处的冷却液温度ti和冷凝器26的出口处的冷却液温度to、由水压计71计测出的冷凝器26的入口处的冷却液52的水压pw和根据泵66的运转状况获得的冷却液52的流量vw。

在该功能中，根据冷凝器26的压力Pc，计算冷凝器26内的蒸汽的饱和温度Tc。由此，根据冷却液温度ti和冷却液温度to，通过以下的式子计算冷凝器26中的对数平均温度差ΔT。

ΔT＝(θ1－θ2)/In(θ1/θ2)

这里，θ1＝Tc－to、θ2＝Tc－ti。

根据该对数平均温度差ΔT，冷凝器26中的热交换量Q[W]成为以下的式子。

Q＝K×C×A×ΔT……(1)

这里，

K：对热交换部的基准传热系数进行基于材质、厚度、冷却液温度的校正而得到的值

C：热交换部的传热系数的、基于冷却器28的管的清洁度的校正系数

A：热交换部的传热面积。上述的K的值能够根据事先的评价和冷却液温度求出。上述的A的值是已知的。在热交换部不存在污垢积聚的问题时，C为规定的值(例如，1)。

在该功能中，能够进一步根据冷却液温度ti、冷却液温度to、冷却液52的水压pw来求出冷凝器26的入口和出口的冷却液52的焓差ΔE[kJ/kg]。根据该值和冷却液52的流量vw，冷凝器26中的热交换量Q[W]成为以下的式子。

Q＝vw×ΔE……(2)

在热交换部54不存在问题的情况下(例如，在C＝1的情况下)，式(1)的热交换量Q和式(2)的热交换量Q为相同的值。在上述式(2)的热交换量Q小于式(1)的热交换量Q时，认为上述C的值小于1，判断为冷却器28不正常。例如，控制器30认为热交换部54的管中积聚有污垢而发出警告。

以下，说明本发明的作用效果。

为了抑制发电设备的损伤并提高发电效率，重要的是调整冷凝器的真空度(压力)。该适当的真空度的范围根据涡轮排气流量而不同。在利用废热的发电设备中，根据工厂的运转状况，可利用的废热的量发生变动，因此，涡轮排气流量也发生变动。

本发明的发电设备2具有控制器30，该控制器30用于根据由流量计21中的计测结果而获得的涡轮排气流量来控制冷却器28的冷却能力，以使得冷凝器26的压力成为规定的范围。控制器30根据涡轮排气流量来控制冷却能力，以使得冷凝器26的压力进入图3的区域X。即使涡轮排气流量发生变动，也能够使冷凝器26的压力进入图3的区域X。在该发电设备2中，能够抑制损伤并实现良好的发电效率。

在该实施方式中，控制器30通过控制使冷却液52循环的泵66的数量和转速，能够控制冷却器28的冷却能力。并且，通过控制对冷却液52进行冷却的风扇60的数量和转速，也能够控制冷却器28的冷却能力。由此，能够简单地进行较大范围内的冷却能力的控制。即使工厂的运转状况发生变动、环境温度发生变动等发电设备2的周围的状况发生变动，也能够容易地使冷凝器26的压力进入图3的区域X。在该发电设备2中，能够抑制损伤并实现良好的发电效率。

在该实施方式中，控制器30根据由流量计21的计测结果而获得的涡轮排气流量自动地控制冷却器28的冷却能力，以使得冷凝器26的压力成为规定的范围。与由操作者进行控制相比，能够不依赖操作者的熟练度，高效地使冷凝器26的压力进入图3的区域X。在该发电设备2中，能够抑制损伤并实现良好的发电效率。

在该实施方式中，控制器30具有根据表示发电设备2的运转状况的参数来判定冷凝器26是否存在故障的功能。能够根据涡轮排气流量、冷却液52的温度、泵66的运转数量和转速、以及冷凝器26的压力，尽早地发现冷凝器26的密封度的劣化。在该发电设备2中，容易进行维护。

在该实施方式中，控制器30具有根据表示发电设备2的运转状况的参数来判定冷却器28是否存在故障的功能。能够根据由压力计48计测出的冷凝器26的压力、由冷却液温度计70计测出的冷凝器26的入口和出口处的冷却液温度、由水压计71计测出的冷凝器26的入口处的冷却液52的水压以及由泵66的运转状况而获得的冷却液52的流量，尽早地发现使冷却液52循环的管的破损、污垢的积聚等。在该发电设备2中，容易进行维护。

在以上所说明的实施方式中，该发电设备利用了水泥厂的废热。可应用该发电设备的地方不限于水泥厂。该发电设备能够在进行排热的各种工厂中适用。

如以上所说明那样，在该发电设备中，即使涡轮排气流量发生变动，也能够抑制损伤并实现良好的发电效率。因此，本发明的优越性明显。

产业上的可利用性

以上所说明的发电设备能够应用于各种工厂的废热利用。

Claims (6)

1.一种发电设备，其具有：

锅炉，其产生蒸汽；汽轮机，其利用该蒸汽进行动作；冷凝器，其对该汽轮机的排气进行冷凝；冷却器，其将冷却液送入该冷凝器；压力计，其测量该冷凝器内的压力；流量计，其用于计测向该冷凝器排出的排气的流量；以及控制器，其用于根据该排气的流量来控制所述冷却器的冷却能力，以使得所述冷凝器的压力成为规定的范围。

2.根据权利要求1所述的发电设备，其中，

所述冷却器具有对所述冷却液进行冷却的至少一个风扇和使所述冷却液循环的至少一个泵。

3.根据权利要求2所述的发电设备，其中，

所述控制器通过控制要运转的所述风扇的数量或所述风扇的转速，来控制所述冷却能力。

4.根据权利要求2或3所述的发电设备，其中，

所述控制器通过控制要运转的所述泵的数量或所述泵的转速，来控制所述冷却能力。

5.根据权利要求2至4的任意一项所述的发电设备，其中，

所述发电设备还具有冷却液温度计，该冷却液温度计测量所述冷凝器的入口和出口处的冷却液的温度，

所述控制器能够根据该冷却液的温度、所述冷凝器的压力、向所述冷凝器排出的排气的流量、以及根据所述泵的运转状况而获得的冷却液的流量，判定所述冷凝器是否存在故障。

6.根据权利要求2至5的任意一项所述的发电设备，其中，

所述发电设备还具有：冷却液温度计，其测量所述冷凝器的入口和出口处的冷却液的温度；以及水压计，其计测所述冷凝器的入口处的冷却液的压力，

所述控制器能够根据这些冷却液的温度、所述冷却液的压力、所述冷凝器的压力以及根据所述泵的运转状况而获得的冷却液的流量，判定所述冷却器是否存在故障。

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